第五章土壤环境保护第二节农药与土壤污染-农药在土壤中的迁移转化（课件）《环境学基础》教学同步（化学工业出版社）

第五章　土壤环境保护 第二节　农药与土壤污染 农药在土壤中的迁移转化 农药在土壤中的迁移转化 (Transport and Transformation of Pesticide in Soil) 化学农药的分类与常用农药品种 化学农药 杀虫剂: DDT,六六六,乐果,苄氯菊脂,速灭威,杀虫双 杀菌剂: 波尔多液,代森锌,赛力散,稻脚青,多菌灵 除草剂: 2,4-D（2,4-二氯苯氧乙酸）,除草醚,扑草净, 敌稗,草甘磷,百草枯 杀螨剂: 三氯杀螨醇,三氯杀螨砜 杀鼠剂: 安妥,敌鼠,杀鼠醚,杀鼠灵 杀线虫剂: 安线磷,二氯丙烯,二氯丁砜 土壤处理剂: 溴甲烷,氯化苦,六氯苯 植物生长调节剂: 乙烯利,矮壮素,抑牙丹 土壤中农药 迁移 扩散: 以汽态发生,或以非汽态发生 质流: 由水或土壤微粒或两者共同作用引起农药流动 非离子型农药在土壤水体系的分配作用 吸附: 主要吸附于粘土矿物和有机质表面 植物吸收: 吸收后积累植物体内,或被植物代谢 降解 农药在土壤中的行为 土壤中农药的迁移和转化 非生物降解 水解反应(Hydrolysis Reaction) 光化学降解 (Photochemical Degradation) 土壤微生物对农药的降解 一、土壤中农药的迁移 扩散 气态：挥发 非气态，发生土壤溶液中、 气-固，气-液界面 质体流动 农药的迁移 扩散 扩散是指热能引起分子的不规则运动使物质分子发生转移的过程，由高浓度向低浓度的地方迁移 ○气态发生（挥发） 农药在田间中的损失主要途径是挥发，如，颗粒状的农药撒到干土表面上，几小时内几乎无损失；而将其喷雾时，雾滴复干的10分钟内，损失达20%。 影响农药挥发的主要因素： ◇农药（物理化学性质、浓度、扩散速率） ◇土壤（含水量、吸附性） ◇环境（温度、气流速度）等 ○非气态发生 指土壤中气-液、气-固界面上发生的扩散作用。由于土壤系统复杂，扩散物质在土壤表面可能存在吸附和解吸平衡，土壤性质不同，有机物性质不同都影响扩散作用。 影响农药扩散的主要影响因素 土壤水分的含量 土壤吸附的影响 土壤的紧实度 温度 气流速度气流速度增加，挥发加快 农药种类 （1）土壤水分的含量 Shearer 等对林丹在粉砂壤土中的扩散 研究表明： 干燥土壤中无扩散 含水4% 总扩散系数和气态扩散系数最大 含水4-20%，气态扩散系数>50% 含水30% 非气态扩散系数最大 含水<4% 随水分的增加，两种扩散系数都增加 含水>4% 随水分的增加，总扩散系数下降 含水4-16% 随水分的增加，非气体扩散系数下降 含水>16% 随水分的增加，非气体扩散系数增加 图4－9 基粒粉沙壤土中林丹的不同转移途径 （2）土壤吸附的影响 吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程，直接影响其他过程的发生。如土壤对除草剂2,4-D的化学吸附，使其有效扩散系数降低。 ○阳离子型农药，易溶于水并完全离子化，很快吸附于粘土矿物 ○弱碱性农药，可以接受质子带正电荷，吸附于粘土矿物或有机质表面 ○酸性农药在水溶液中解离成有机阴离子，不易被胶体吸附，是靠范德华力和其他物理作用 （3）土壤的紧实度 是影响土壤孔隙率和界面性质的参数。对于气态扩散的农药，增加土壤的紧实度，减少土壤的孔隙率，扩散系数也降低。 （4）温度 温度升高，有机物的蒸汽密度升高，总的效应是扩散系数增大，如林丹的扩散系数随温度的升高而呈指数增大。 （5）气流速度气流速度增加，挥发加快 （6）农药种类 2.质体流动 ○土壤中农药既可以溶于水，也能悬浮在水中，还可能以气态存在，或者吸附在土壤固相上或存在于土壤有机质中，从而使它们与水一起发生质体流动。 ○在稳定的土壤-水流状态下，有机物通过多孔介质移动的一般方程为： 土壤的性能： 吸附性能为主：吸附最强者，农药移动最困难； 土壤有机质含量增大，农药在土壤中渗透深度减少； 增加土壤粘土矿物含量，农药在土壤中渗透深度减少 不同农药在土壤中通过质体流动转移深度不同： 易溶于水的移动距离长。比如林丹比DDT移动距离长是由于水溶性差。 农药被吸附最强者，农药移动最困难，例如农药移动距离顺序：非草隆>灭草隆>敌草隆>非草隆 影响质体流动 的因素： 二、非离子型农药与土壤有机质的作用 1、非离子型农药在土壤-水体系中的分配作用 吸附作用（adsorption ） 分配作用（partition） 吸附作用（adsorption ）过程： 有机物的离子或基团从自由水向土壤矿物的亚表面层扩散；离子或基团以表面反应或进入双电层的扩散层的方式为土壤矿物质吸附。 分配作用（p